JPS62266535A - 立体像撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、立体像撮像装置、特に自動焦点機構を有する
立体像撮像装置に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

一般の撮像装置では、光学系は一系統であるので、撮像
装置から被写体までの距離を測定する測距手段と、この
測距手段の測定結果に基づいて、その光学系の焦点を被
写体に合わせる合焦手段とを設けることにより、被写体
への焦点合わせを自動化することが可能である。

しかしながら、立体像撮像装置に於いては、以下のよう
な事情から、自動的に焦点距離を合わせられる装置は未
だ実現していない。

立体像撮像装置では、二系統の光学系が設けられるので
、被写体への焦点合わせはそれぞれの光学系から被写体
への距離を測定し、それらの距離に合わせてそれぞれ光
学系の焦点を合わせる必要がある。焦点を合わせる被写
体は、通常、両光学系からほぼ等距離に置かれるが、そ
れが各光学系の光軸上に位置するか否かは決まっていな
い。従って、例えば、第５図（ａ）に示す如くに、被写
体Ｘの位置が両光学系ＣＬ、ＣＲの光軸ｌＬ、ｌＲの交
点（視点）からずれている場合に、各光学系ごとに上述
のごとき測距手段と合焦手段を用いて自動的に焦点を合
わそうとしても、両光学系ＣＬ、Ｃ，の光軸ＩＬ、ｌＲ
上に被写体Ｘが存在しないので、被写体ＸＯＡ点に焦点
を合わせることはできない。

又、第５図ｔｂ＋に示す如くに、被写体Ｘが両光学系Ｃ
Ｌ、Ｃ１１の光軸が、たまたま被写体ＸのＡ点で交差し
ていた場合に、各光学系ごとに上述のごとき測距手段と
合焦手段を用いて自動的に焦点を合わそうとしても、一
方の光学系、例えば、右側の光学系Ｃ，の光軸上に他の
被写体Ｙが存在するときには、右側の光学系ＣＲの焦点
は被写体Ｙ上のＢ点に合わされ、左側の光学系ＣＬの焦
点は被写体Ｘ上のＡ点に合わされてしまい、濯賞時に大
変見にくい映像となってしまう。

結局、従来の立体像撮像装置に於いでは、被写体と両光
学系との距離の測定は口側によって求められおり、操作
者の怒覚に頼っている。従って、被写体に対する左右両
光学系の焦点設定はどうしても概算になってしまい、左
右光学系の焦点を正確に被写体に設定するには高度な熟
練を要し、その上、比較的長時間を要している。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の事情を鑑みなされたものであって、簡
単に、且つ短時間で、しかも正確に被写体に焦点を自動
的に合わせることができるように構成された立体像描像
装置を提供することを目的とするものである。

〔目的を達成するための手段〕

本発明に係る立体像撮像装置には、上記の目的を達成す
るために、左右両眼の視差を利用して立体視するための
左右各偶を取り込む左右一対の光学系を備えた立体像撮
像装置に於いて、両光学系から被写体までの距離を測定
する測距手段と、この測距手段により測定された両光学
系と被写体との距離に基づいて左右両光学系を、これら
の光軸が被写体にて交差するように左右両光学系の光軸
を自動的に調節する光軸角調節手段と、測距手段により
測定された両光学系と被写体との距離に基づいて左右両
光学系の焦点を被写体に合わせる合焦手段とが設けられ
る。

この構成により、左右両光学系から被写体までの距離を
測距手段により測定し、その測定結果に基づいて左右両
光学系の光軸を光軸角調節手段で被写体に合わせた上で
、合焦手段により左右両光学系の焦点を上記測距手段の
測定結果に基づいて被写体に合わせるので、両光学系の
焦点を正確に、且つ迅速に被写体の上に合わせることが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る立体像撮像装置の構成
を概略的に示すブロック図である。この立体像撮像装置
は、左右一対の光学系（どこではそれぞれ１枚のレンズ
で示す）■、２と、これらを介して被写体の左右各偶の
光線を受光する左右一対の撮像管３．４を有している。

上記両光学系１．２より各撮像管３．４に入射された被
写体の左右各偶は、ごれら撮像管３，４の図示しない各
光電ＢＢり上に結像され、各光電導膜により電気信号に
変換され、左右各映像処理回路５，６を介して左右の映
像出力として映像信号出力端子７，８に出力される。又
、上記立体像撮像装置は、左右の撮像管３，４及び映像
処理回路５，６の動作を同期させる同期信号を出力する
偏向回路９を備えている。

上記右の光学系ｌと右の撮像管３は互いに光軸が一致す
るようにしてターンテーブル１５に支持され、左の光学
系２と左の撮像管４は互いに光軸が一致するようにして
別のターンテーブル１６に支持されている。この立体像
撮像装置は、更に、両光学系１，２と被写体０との距離
を測定する測距装置１０と、左右の各光学系１．２の焦
点を被写体０に合わせるように各光学系１，２を移動さ
せる合焦装置１’ｌ、１２と、各光学系１．２及び各撮
像管３．４の光軸を各ターンテーブル１５゜１６を介し
て回転調節する光軸角調節装置１３゜１４と、上記測距
装置１０の測定結果をインターフェイス１７を介して入
力し、上記各合焦装置１１．１２及び光軸角調節装置１
３．１４の動作を制御する制御回路１８を備える。

上記測距装置１０は両光学系１．２を結ぶ線分の二環分
点に配置され、その線分の垂直二等分線方向に向けて固
定される。この測距装置ｌＯは被写体Ｏに向かって赤外
線を照射する赤外線源１９と、被写体０から反射してく
る赤外線を受光し、立体像撮像装置−被写体０の間の距
、ｄＡに対応するレベルを有する距離信号を出力する受
光センサ２０とを有する。尚、第３図に示すように、赤
外線源１９と被写体Ｏとの間には、赤外線源１９から照
射される赤外線の分散を防止するために凸レンズ２１を
配置するのが好ましく、又、受光センサ２０に入射され
る反射光（赤外線）を受光センサ２０に集中させるよう
に受光センサ２０の直前に凸レンズ２２を設けることが
好ましい。

上記制御回路１８は、測距装置１０により測定された両
光学系１．２と被写体Ｏとの距ＭＡと、両光学系１，２
間の半分の距離Ｃとから、立体像撮像装置の基軸ｌ、即
ち、両光学系１．２を結ぶ線分の垂直二等分線ｌと左右
の光学系１．２の光軸Ｉｔ、、Ｉｔ、とがなす角θ及び
左右光学系被写体間圧、＜１１　Ｂを第２図に示す原理
及び次の各式に従って算出されるように構成される。

又、上記制御回路１８は、これらの計算結果に基づいて
、左右光学系１．２及び撮像管３，４の光軸１．．１．
と立体像撮像装置の基軸ｌとがなす角θを制御回路１８
で算出したθに一敗させるように光軸角調節装置１３．
１４の動作を制御′ｆａシ、左右の光学系１．２の焦点
を距離Ｂの被写体Ｏに合うように各光学系１．２を位置
させるように合焦装置１１．１２の動作を制御するよう
に構成されている。

上記の構成に於いて、左右の各光学系１，２より入射さ
れる被写体Ｏの光線は、左右の各撮像管３．４内でその
光電導膜に結像する。左右撮像管３．４の光電導膜はこ
れを電気信号に変換し、左右映像処理回路５．６にて映
像処理がなされ、左右の映像信号出力端子７．８に出力
される。尚、左右撮像管３，４に於ける映像の光電変換
及び映像処理回路５．６に於ける映像処理は偏向回路９
から出力される同一の同期信号により同期され、左右像
の映像信号が同期して出力される。

このようにして映像信号を得るときに、両光学系１．　
２の焦点は次のようにして自動的に所要の　。

被写体０に合わされる。即ち、測距装置１０の赤外線源
１９から赤外線が発射され、この赤外線が被写体Ｏで反
射して受光センサ１８に受光される。

受光センサ１８では反射光を光電変換して測距装置１０
と被写体０の距離Ａに対応する値（電圧または電流）を
有する電気信号を出力し、この電気信号を入出力インタ
ーフェイス１７を介して入力した制御回路Ｉ８に於いて
、まず、立体像撮像装置−被写体間距離Ａが算出され、
更に、撮像装置　−一被写体間距離Ａと距離Ｃの値を用
いて、左右光学系１．２の光軸１．、ｌ、と立体像撮像
装置の基軸ｌとがなす角度θ及び左右光学系１．　２と
被写体Ｏとの間の距ＭＢが上記（１）式及び（２）式に
よって計算される。このように計算されたθの値に基づ
いて、左右の光軸角調節装ｆｆ１３．１４は、左右光学
系１．　２が被写体Ｏの方向に向けられるようにターン
テーブル１５．１６を回転させる。又、上記距離Ｂに基
づいて合焦装置１１．１２は各光学系１．　２を前後に
移動させ、各光学系１．２の焦点を被写体０に合わせる
のである。

本発明の他の実施例では第４図（ａｌ及び第４図（ｂｌ
に示す如くに、伝動装置を介して、１個の光軸角調節装
置２３により左右両側の光学系１，２及び撮像管３．４
の光軸を同時に調節できるように構成してもよい。

即ち、上記光軸角調節装置２３の回転をプーリ２４及び
ベルト２５を介して一方の（第４図上、右方の）光学系
２及び撮像管４を支持するターンテーブル２６を一方向
に回転させると共に、光軸角調節装置２３の回転を一対
の歯車２７．２８を介して逆転させ、この逆転運動を別
のプーリ２９及びベルト３０を介して他方の光学系２及
び描像管４を支持するターンテーブル３１を上記一方の
光学系ｌ及び撮像管３とは逆方向に回転させるように構
成される。その他の構成は上記の一実施例と同様である
。

この実施例では、制御回路１８によって光軸角調節装置
２３の動作が制御されると、伝動装置を介して両方のタ
ーンテーブル２６．３１が互いに反対方向に同時に同じ
角度だけ回転され、左右両光学系１．２がこれらの光軸
が被写体Ｏで交差する方向に向けられる。その他の動作
は上記の一実施例と同様であるので、その説明は省略す
る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明は、立体像撮像装置と被写体の距
離を測距手段で測定して、その測定結果から両光学系の
光軸が被写体で交差するように光軸角調節装置で両光学
系の光軸の方向を調節し、更に、上記測定結果に基づい
て合焦手段が両光学系の焦点を被写体に合わせるように
構成されているので、両光学系の焦点を正確に、且つ迅
速に被写体の上に自動的に合わせることができる。その
結果、操作者の操作負担が極端に少なくなり、立体像撮
像が容易になると共に、鑑賞時に大変見易い立体映像を
手軽に撮像できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る立体像撮像装置の構成
を概略的に示すブロック図、第２図は立体像撮像装置−
被写体間の距離Ａに基づき両光学系の光軸と立体像撮像
装置の基軸との角度θ及び両光学系−被写体間の距離Ｂ
を算出する原理を示す原理図、第３図は測距装置の変形
例を示す構成図、第４図（ａ）は本発明の他の実施例の
要部の正面図、第４図（ｂ）はその平面図であり、第５
図（ａ）、　ｆｂ）は立体撮像装置での撮像状態を示す
概略図である。 図中、 １．２・・・光学系、 １１．１２・・・合焦手段、 １３．１４・・・光軸角調節手段、 ０・・・被写体。 第２図 ： 第５図（ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）左右両眼の視差を利用して立体視するための左右
   各像を取り込む左右一対の光学系を備える立体像撮像装
   置に於いて、両光学系から被写体までの距離を測定する
   測距手段と、前記測距手段により測定された両光学系と
   被写体との距離に基づいて左右両光学系をこれらの光軸
   が被写体にて交差するように左右両光学系の光軸を自動
   的に調節する光軸角調節手段と、測距手段により測定さ
   れた両光学系と被写体との距離に基づいて左右両光学系
   の焦点を被写体に合わせる合焦手段とを設けたことを特
   徴とする立体像撮像装置。